1smirnova_g_n_tel_nov_yu_f_proektirovanie_ekonomicheskikh_inf

Глава 2. Методологические основы проектирования ЭИС

Спиральная модель. Используется подход к организации проектирования ЭИС «сверху-вниз», когда сначала определяется состав функциональных подсистем, а затем постановки отдельных задач. Соответственно сначала разрабатываются такие общесистемные вопросы как организация интегрированной базы данных, технология сбора, передачи и накопления информации, а затем технология решения конкретных задач. В рамках комплексов задач программирование осуществляется по направлению от головных программных модулей к исполняющим отдельные функции модулям. При этом на первый план выходят вопросы организации интерфейсов программных модулей между собой и с базой данных, а на второй план – реализация алгоритмов.

В основе спиральной модели жизненного цикла лежит применение прототипной технологии или RAD – технологии (rapid application development – технологии быстрой разработки приложений). (J. Martin. Rapid Application Development. New York: Macmillan, 1991). Согласно этой технологии ЭИС разрабатывается путем расширения программных прототипов, повторяя путь от детализации требований к детализации программного кода. Естественно, что при прототипной технологии сокращается число итераций и меньше возникает ошибок и несоответствий, которые необходимо исправлять на последующих итерациях, а само проектирование ЭИС осуществляется более быстрыми темпами, упрощается создание проектной документации. Для более точного соответствия проектной документации разработанной ЭИС все большее значение придается ведению общесистемного репозитория и использованию CASE-технологий.

Жизненный цикл при использовании RAD-технологии предполагает активное участие на всех этапах разработки конечных пользователей будущей системы и включает четыре основные стадии так называемого информационного инжиниринга:

•Анализ и планирование информационной стратегии. Пользователи вместе со специалистами-разработчиками участвуют в идентификации проблемной области.

•Проектирование. Пользователи принимают участие в техническом проектировании под руководством специалистов-разработчиков.

•Конструирование. Специалисты-разработчики разрабатывают рабочую версию ЭИС с использованием языков 4-го поколения.

•Внедрение. Специалисты разработчики обучают пользователей работе в среде новой ЭИС.

2.3. Формализация технологии проектирования ЭИС

Сложность, высокие затраты и трудоемкость процесса проектирования ЭИС на протяжении всего жизненного цикла вызывает необходимость, с одной стороны, выбора адекватной экономическому объекту технологии проектирования, а с другой стороны, наличия эффективного инструмента управления процессом ее применения. С этой точки зрения возникает потребность в построении такой формализованной модели технологии проектирования, когда на ее основе можно было бы оценить необходимость и возможность применения определенной технологии проектирования с учетом сформулированных требований к ЭИС и выделенных ресурсов на экономическом объекте, а в последующем контролировать ход и результаты проектирования.

Известные методы сетевого планирования и управления проектами [ ] решают только одну часть поставленной проблемы: отражают последовательность технологических операций с временными и трудовыми характеристиками (подробное изложение методов сетевого планирования и управления проектами см. в главе 16). При этом не раскрывается в полной мере содержательная сторона процесса проектирования, необходимая

31

Глава 2. Методологические основы проектирования ЭИС

сначала для понимания сущности и оценки эффективности технологии проектирования, а затем для использования в качестве инструкционного материала в непосредственной работе проектировщиков.

В наибольшей степени задаче формализации технологии проектирования ЭИС соответствует аппарат технологических сетей проектирования, разработанный Э.Н. Хотяшовым [ ] и развитый И.Н. Дрогобыцким [ ].

Основой формализации технологии проектироавния ЭИС является формальное определение технологической операции (ТО) проектирования в виде четверки:

<V – Вход, W – Выход, П – Преобразователь, R – Ресурсы, S – Средства>.

Графическая интерпретация технологической операции представлена на рис. 2.3. Технологические операции графически представляются в виде блоков-прямоугольников, внутри которых дается наименование ТО, перечень используемых средств проектирования и ссылки на используемые ресурсы. Входы и выходы ТО представляются идентификаторами внутри кружков, от которых и к которым идут стрелки, указывающие входные и выходные потоки.

D i1				D j1
U i2	V	П : R , S	W	U j2
P i 3				P j 3
G i4				G j4

Рис. 2.3. Графическая интерпретация технологической операции

Рассмотрим детально компоненты формального определения ТО.

В качестве компонентов входа и выхода используются множества документов D, параметров P, программ G, универсальных множеств (универсумов) U. Для любых компонентов входа и выхода должны быть заданы формы их представления в виде твердой копии или электронном виде.

Документ D – это описатель множества взаимосвязанных фактов. С помощью документов описываются объекты материальных и информационных потоков, организационной структуры, технических средств, необходимые для проектирования и внедрения ЭИС. Документы определяют или исходные данные проектирования, или конечные результаты проектирования для реализации новой информационной системы, или промежуточные результаты, которые используются временно для выполнения последующих ТО. Конечные документы одновременно могут быть и промежуточными. Конечные документы должны быть оформлены в соответствии со стандартами представления проектной документации.

Параметр P – это описатель одного факта. В принципе параметр рассматривается как частный случай документа. Выделение параметров из состава документов подчеркивает значимость отдельных фактов в процессе проектирования ЭИС. Параметры выступают, как правило, в роли ограничений или условий процесса проектирования, например, объем финансирования, срок разработки, форма предприятия и т.д. Параметры могут быть и варьируемыми с позиции анализа влияния их значений на результат проектирования ЭИС.

32

Глава 2. Методологические основы проектирования ЭИС

Программа G – частный случай документа, представляющая описание алгоритма решения задачи, которое претерпевает свое изменение по мере изменения жизненного цикла ЭИС: от спецификации программы до машинного кода.

Универсум U – это конечное и полное множество фактов (документов) одного типа. Обычно с помощью универсума описываются множество альтернатив, выбор из которого конкретного экземпляра определяет характер последующих проектных решений. В качестве универсумов могут рассматриваться множества параметризированных описаний технических средств, программных средств (операционных систем, СУБД, ППП и т.д.), технологий проектирования и т.д.

Преобразователь П – это некоторая методика, или формализованный алгоритм, или машинный алгоритм преобразования входа технологической операции в ее выход. Соответственно используются ручные, автоматизированные и автоматические методы реализации преобразователей. Для формализации преобразователей используются математические модели, эвристические правила, блок-схемы, псевдокоды.

Ресурсы R представляет собой набор людских, компьютерных, временных и финансовых средств, которые позволяют выполнить технологическую операцию. Причем проектировщики могут быть специалистами разной квалификации. Наличие тех или иных ресурсов существенно сказывается на характере применяемой технологии проектирования. Например, выделение сетевых компьютерных ресурсов позволяет осуществлять коллективную разработку ЭИС различными группами проектировщиков с распараллеливанием выполнения технологических операций.

Средства проектирования S – это специальный вид ресурса, включающий методические и программные средства выполнения технологической операции. Если преобразователь является ручным, то средство проектирования представляет методику выполнения работы, и в описании ТО дается ссылка на соответствующий бумажный или электронный документ. Если преобразователь является автоматизированным или автоматическим, в описании ТО указывается ссылка на название и описание программного средства, а также руководство по его эксплуатации, причем для автоматизированных преобразователей руководство по эксплуатации в большей степени должно быть ориентировано на методику работы проектировщика с помощью данного программного средства.

На основе отдельных технологических операций строится технологическая сеть проектирования (ТСП), под которой понимается взаимосвязанная по входам и выходам последовательность технологических операций проектирования, выполнение которых приводит к достижению требуемого результата – созданию проекта ЭИС [ ]. На ТСП технологические операции графически связываются по общим входам и выходам, когда выход одной ТО является входом другой ТО (рис. 2.4).

33

Глава 2. Методологические основы проектирования ЭИС

W 11

V21

. . .

V11

. . .

V1n

	V2l
	. . .
П 1 : R 1 , S 1	W 1k
	П 2 : R 2 , S 2

W1k+1

. . .

W1m

Рис. 2.4. Технологическая сеть проектирования

W 21

. . .

W 2p

Технологические сети проектирования могут строиться с различной степенью детализации. Наиболее детализированная ТСП, в которой каждая технологическая операция является ручной, называется канонической. Каноническая ТСП наиболее пригодна для проектировщиков-исполнителей, для которых ТСП является руководством по проектированию ЭИС. Вместе с тем, каноническая ТСП всего проекта редко используется в полном объеме, скорее различные категории проектировщиков-исполнителей пользуются относящимися к их компетенции фрагментами канонической сети.

Для укрупнения ТСП применяются технологические операции-агрегаты, которым соответствуют фрагменты канонической ТСП. Например, ТО «Проектирование схемы базы данных» декомпозируется на ряд взаимосвязанных ТО: «Нормализация таблиц», «Установление связей», «Отображение в схему DDL СУБД» и т.д.

Для различных категорий участников и разработчиков проекта ЭИС требуется различная степень агрегации/детализации ТСП. Наименее детализированная ТСП нужна заказчикам, для которых она представляет набор взаимосвязанных технологических этапов со входами, соответствующими предоставляемой разработчикам информации, и выходами, соответствующими получаемым проектным документам. Для руководителей проектов технологические операции, как правило, соответствуют календарным работам с четкими сроками сдачи и документальными результатами. В принципе для этих категорий пользователей ТСП может быть преобразована в традиционный сетевой график. На этом уровне представления ТСП могут не указываться отдельные ресурсы или средства проектирования.

Для взаимодействующих проектировщиков-исполнителей очень важно отражение в ТСП связей по входу-выходу, поскольку для качественного выполнения любой технологической операции необходимо точное выполнение требований по входу, соответствующему выходу другой ТО. Для конкретного проектировщика-исполнителя относящаяся к

34

Глава 2. Методологические основы проектирования ЭИС

его компетенции технологическая операция-агрегат всегда может быть раскрыта в виде фрагмента канонической сети.

При использовании средства автоматизированного проектирования проектиров- щик-исполнитель может пользоваться технологическими операциями-агрегатами, объединяющими фрагменты канонической ТСП. Для таких ТО обязательно задается ссылка на используемое средство проектирования. Причем если средство проектирования является комплексным, то указывается конкретный компонент (функция, модуль, опция и т.д.) или компоненты этого средства.

Вместе с тем, в техническом описании средства проектирования полезно иметь ТСП его применения, чтобы понять функциональные возможности этого средства. Так, если ТСП программы автоматизации проектирования схемы базы данных не полностью соответствует требуемой канонической схеме проектирования, например, отсутствует операция нормализации таблиц, то проектировщики либо выберут из универсума другое средство проектирования, либо нормализацию будут выполнять вручную, а отображение в схему DDL – с помощью программы.

Технологические сети проектирования могут иметь вариантный характер построения. Например, ТСП проектирования выходных форм отчетов зависит от средства проектирования, выбор которого в свою очередь определяется сложностью отчетов. Для правильного выбора средства проектирования из универсума вводится специальная технологическая операция, которая сопоставляет параметры требований (например, число степеней итогов отчетов, многотабличность формы, многофайловость базы данных и др.) с аналогичными параметрами средства проектирования. В зависимости от выбранного средства проектирования далее выбирается конкретная ветка ТСП (рис. 2.4). Например, если в универсуме средств проектирования есть только генератор отчетов, работающий с одним файлом, то в технологической сети потребуется ввести технологическую операцию проектирования выходного файла. Если не одно из средств проектирования не подходит, то проектирование осуществляется в соответствии с канонической сетью проектирования.

Вопросы для самопроверки:

1.Что включает в себя технология проектирования ЭИС?

2.Что такое технологический процесс проектирования ЭИС?

3.Что такое технологическая операция проектирования ЭИС?

4.Каковы требования к технологии проектирования ЭИС?

5.Что такое методология проектирования ЭИС?

6.Что понимается под организацией проектирования ЭИС?

7.Как классифицируются методы проектирования ЭИС?

8.Какие признаки характеризуют каноническое проектирование ЭИС?

9.Какие признаки характеризуют автоматизированное проектирование ЭИС?

10.Какие признаки характеризуют типовое проектирование ЭИС?

11.Что такое индустриальное проектирование ЭИС?

12.Как классифицируются средства проектирования ЭИС?

13.Какие стадии входят в жизненный цикл ЭИС?

14.Чем отличаются системный анализ и системный синтез?

15.Каковы требования к проектированию ЭИС?

16.Какие существуют модели жизненного цикла ЭИС?

17.Как формально определяется технологическая операция проектирования?

18.Как строится технологическая сеть проектирования ЭИС?

35

Глава 3. Содержание и методы канонического проектирования ЭИС

Раздел II. КАНОНИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭИС Глава 3. Содержание и методы канонического проектирования ЭИС

3.1. Состав стадий и этапов канонического проектирования ЭИС

Каноническое проектирование ЭИС отражает особенности ручной технологии индивидуального (оригинального) проектирования, осуществляемого на уровне исполнителей при отсутствии использования каких-либо инструментальных средств, позволяющих интегрировать выполнение элементарных операций. Как правило, каноническое проектирование применяется для небольших локальных ЭИС.

Воснове канонического проектирования лежит каскадная модель жизненного цикла ЭИС. Процесс каскадного проектирования в жизненном цикле ЭИС в соответствии с применяемым в нашей стране стандартом (ГОСТ 24.601-86) делится на следующие семь стадий:

- исследование и обоснование создания системы; - разработка технического задания; - создание эскизного проекта; - техническое проектирование; - рабочее проектирование; - ввод в действие;

- функционирование, сопровождение, модернизация.

Вцелях изучения взаимосвязанных приемов и методов канонического проектирования ЭИС перечисленные 7 стадий можно сгруппировать в часто используемые на практике четыре стадии процесса разработки ЭИС (см. рис. 3.1.):

- П1 – предпроектная стадия; - П2 – стадия техно-рабочего проектирования; - П3 – стадия внедрения;

- П4 – стадия эксплуатации и сопровождения проекта.

Рис.3.1. Схема стадий и этапов канонического проектирования ЭИС

Д1.1. – Предметная область

Д1.2. – Материалы обследования

36

Глава 3. Содержание и методы канонического проектирования ЭИС

Д1.3. – ТЭО, ТЗ на проектирование

Д1.4. – Эскизный проект

Д2.1. – Техно-рабочий проект (ТРП)

Д3.1. – Исправленный ТРП, переданный в эксплуатацию

Д3.2. – Акт о приемке проекта в промышленную эксплуатацию

Д4.1. – Модернизированный ТРП

Традиционно этапы исследования предметной области – предприятия, обоснования проекта ЭИС для него и разработки технического задания объединяют термином «Предпроектная стадия» (Предпроектное обследование), поскольку результаты выполнения работ на данных этапах не являются законченным проектным решением. Основное назначение предпроектной стадии заключается в обосновании экономической целесообразности создания ЭИС и формулировании требований к ней.

На первой стадии «Предпроектного обследования» принято выделять два основных этапа:

-сбор материалов обследования;

-анализ материалов обследования и разработка технико-экономического обоснования (ТЭО) и технического задания (ТЗ).

В результате выполнения первого этапа проектировщики получают материалы обследования, которые должны содержать полную и достоверную информацию, описывающую изучаемую предметную область – предприятие, в том числе: цель функционирования; организационную структуру системы и объекта управления, т.е. его управленческие отделы, цехи, склады и хозяйственные службы; функции управления, выполняемые в этих подразделениях, и протекающие в них технологические процессы обработки управленческой и экономической информации, а также материальные потоки и процессы их обработки, ресурсные ограничения.

После выполнения второго этапа проектировщики получают количественные и качественные характеристики информационных потоков, описание их структуры и мест обработки, объемов выполняемых операций и трудоемкости их обработки. На основе этих материалов разрабатываются два документа: «Технико-экономическое обоснование проектных решений» (ТЭО), содержащее расчеты и обоснование необходимости разработки ЭИС для предприятия и выбираемых технологических и проектных решений, и «Техническое задание» (ТЗ), в состав которого входят требования к создаваемой системе, ее отдельным компонентам: программному, техническому и информационному обеспечению и целевую установку на проектирование новой системы. Эти документы являются основными для последующего проектирования ЭИС в соответствии с заданными требованиями.

Для сложных ЭИС иногда на этой стадии включают третий этап – разработку «Эскизного проекта». На этапе «Эскизного проекта» сформулированные ранее требования служат основой для разработки предварительных решений по ЭИС в целом и отдельным видам обеспечения. Эти решения прорабатываются на логическом уровне, включая алгоритмы обработки информации, описание информационных потребностей пользователей на уровне названий документов и показателей.

Вторая стадия «Техно-рабочее проектирование» выполняется в два этапа:

-техническое проектирование;

-рабочее проектирование.

На этапе технического проектирования выполняются работы по логической разработке и выбору наилучших вариантов проектных решений, в результате чего создается

37

Глава 3. Содержание и методы канонического проектирования ЭИС

«Технический проект». Этап рабочего проектирования связан с физической реализацией выбранного варианта проекта и получением документации «Рабочего проекта». При наличии опыта проектирования эти этапы иногда объединяются в один, в результате выполнения которого получают «Техно-рабочий проект» (ТРП).

Третья стадия – «Внедрение проекта» включает в себя три этапа:

-подготовка объекта к внедрению проекта;

-опытное внедрение проекта;

-сдача в промышленную эксплуатацию.

На этапе «Подготовка объекта к внедрению проекта» осуществляется комплекс работ по подготовке предприятия к внедрению разработанного проекта ЭИС. На этапе «Опытное внедрение» осуществляют проверку правильности работы некоторых частей проекта и получают исправленную проектную документацию и «Акт о проведении опытного внедрения». На этапе «Сдача проекта в промышленную эксплуатацию» осуществляют комплексную системную проверку всех частей проекта, в результате которой получают доработанный «Техно-рабочий проект» и «Акт приемки проекта в промышленную эксплуатацию».

Четвертая стадия – Эксплуатация и сопровождение проекта» включает следующие этапы:

-эксплуатация проекта;

-сопровождение и модернизация проекта.

На этапе «эксплуатация» получают информацию о работе всей системы в целом и отдельных ее компонент и собирают статистику о сбоях системы в виде рекламаций и замечаний, которые накапливается для выполнения следующего этапа. На этапе сопровождения проекта выполняется два вида работ: ликвидируются последствия сбоев в работе системы и исправляются ошибки, не выявленные при внедрении проекта, а также осуществляется модернизация проекта. В процессе модернизации проект либо дорабатывается, т.е. расширяется по составу подсистем и задач, либо производится перенос системы на другую программную или техническую платформу с целью адаптации ее к изменяющимся внешним и внутренним условиям функционирования, в результате чего получают документы модернизированного «Техно-рабочего проекта».

При изучении существующей экономической системы разработчики должны уточнить границы изучения системы, определить круг пользователей будущей ЭИС различных уровней и выделить классы и типы объектов, подлежащих обследованию и последующей автоматизации.

Важнейшими объектами обследования могут являться:

-структурно-организационные звенья предприятия (например, отделы управления, цехи, участки, рабочие места);

-функциональная структура, состав хозяйственных процессов и процедур;

-стадии (техническая подготовка, снабжение, производство, сбыт) и элементы хозяйственного процесса (средства труда, предметы труда, ресурсы, продукция, финансы).

При каноническом проектировании основной единицей обработки данных является задача. Поэтому функциональная структура проблемной области на стадии предпроектного обследования изучается в разрезе решаемых задач и комплексов задач. При этом задача в содержательном аспекте рассматривается как совокупность операций преобразования некоторого набора исходных данных для получения результатной информации, необходимой для выполнения функции управления или принятия управленческого решения. В

38

Глава 3. Содержание и методы канонического проектирования ЭИС

большинстве случаев исходные данные и результаты их преобразований представляются в форме экономических документов.

Кроме того, объектами обследования служат:

-компоненты потоков информации (документы, показатели, файлы, сообщения);

-технологии, методы и технические средства их преобразования;

-материальные потоки и процессы их обработки.

Основной целью выполнения первого этапа предпроектного обследования «Cбор материалов» является:

-выявление основных параметров предметной области (например, предприятия или его части)

-установление условий, в которых будет функционировать проект ЭИС, стоимостных и временных ограничений на процесс проектирования.

На этом этапе проектировщиками выполняется ряд технологических операций и решаются следующие задачи (технологическая сеть проектирования представлена рис.3.2.):

-предварительное изучение предметной области (П1);

-выбор технологии проектирования (П2);

-выбор метода проведения обследования (П3);

-выбор метода сбора материалов обследования (П4);

-разработка программы обследования (П5);

-разработка плана – графика сбора материалов обследования (П6);

-сбор и формализация материалов обследования (П7).

Рис.3.2. Схема работ, выполняемых на этапе сбора материалов обследования

39

Глава 3. Содержание и методы канонического проектирования ЭИС

Д1.1. – Общие сведения об объекте

Д1.2. – Примеры разработок проектов ЭИС для аналогичных систем U 2.1. – Универсум технологий проектирования

Д2.1. – Ресурсы

Д2.2. – Описание выбранной технологии, методов и средств проектирования U 3.1. – Универсум методов проведения обследования

Д3.1. – Описание выбранного метода

U 4.1. – Универсум методов сбора материалов обследования

Д4.1. – Описание выбранного метода

Д5.1. – Программа обследования

Д6.1. – План-график выполнения работ на предпроектной стадии U 7.1. – Универсум методов формализации

Д7.1. – Общие параметры (характеристики) экономической системы

Д7.2. – Методы и методики управления (алгоритм расчета экономических показа-

телей)

Д7.3. – Организационная структура экономической системы

Д7.4. – Параметры информационных потоков

Д7.5. – Параметры материальных потоков

Выполнение операции предварительного изучения предметной области (П1) имеет своей целью на основе общих сведений об объекте (Д1.1) выявить предварительные размеры объемов работ по проектированию и состав стоимостных и временных ограничений на процессы проектирования, а также найти примеры разработок проектов ЭИС для аналогичных систем (Д1.2).

Важной операцией, определяющей все последующие работы по обследованию объекта и проектированию ЭИС является выбор технологии проектирования (П2). В настоящее время в универсум (U2.1) входит несколько типов технологий проектирования: технология оригинального, типового, автоматизированного и смешанного варианта проектирования. Для технологии оригинального проектирования характерно создание уникального проектного решения для экономической системы. При этом могут создаваться не только индивидуальные проекты, но и соответствующие методики проведения проектных работ. Поэтому технологию оригинального проектирования используют в том случае, если хотят, чтобы получаемый в результате проектирования индивидуальный проект в полной мере отображал все особенности соответствующего объекта управления при невысокой стоимости разработки, понятности и доступности получаемого решения заказчику. К числу ограничений по использованию оригинального проектирования можно отнести низкую степень автоматизации проектных работ, длительные сроки разработки, низкое качество документирования, отсутствие преемственности в проектных решениях.

Основными аргументами при выборе технологии из некоторого универсума технологий (U2.1) могут служить: наличие денежных средств на приобретение и поддержку выбранной технологии, ограничений по времени проектирования, доступность соответствующих инструментальных средств и возможность обеспечения поддержки их эксплуатации собственными силами, наличие специалистов соответствующей квалификации (Д2.1). Результатом выполнения этой операции служит получение описания выбранной технологии, методов и средств проектирования (Д2.2).

Перед началом проведения работ по проведению обследования необходимо выбрать метод проведения обследования (П3). Все методы (U3.1) можно объединить в группы по следующим признакам (см. рис.3.3.):

40